摘要：本文依托珠海市某高速公路，全面分析多向加芯水泥搅拌桩的施工工艺及质量控制要点，提出施工质量检测评价标准，并针对施工过程中常见施工通病确定其产生原因及处治方法，为多向加芯水泥搅拌桩在类似软基处治工程中的推广应用提供有益借鉴。
关键词：加芯水泥搅拌桩；施工工艺；质量控制；处治
引言
水泥搅拌桩最早是在二战结束后由美国研发，随后由于其具有加固效果较好、施工速度快且工期短、造价较低等优势，水泥搅拌桩逐步在各国推广开来。目前应用较为广泛的则是多向夹芯水泥搅拌桩，该项技术在软基处治方面具有独特优势，处理效果良好[3-5]。
1 工程概况
珠海市某高速公路，地质调查及钻探结果表明该位置主要为地层包括人工填土（Q4me）、海相沉积的淤泥层（Q4m）、海陆交互相沉积的黏性土、淤泥质黏土和砂土（Q4mc），地基整体强度较低，直接进行工程施工其工后沉降难以控制，因此针对各匝道软基通过采用多向加芯搅拌桩技术进行处治，以提升基础承载能力。
2 施工工艺及质量控制要点
在进行多向夹芯水泥搅拌桩施工时，主要工序为：施工准备—测量放样—钻机就位—浆液制备—预搅下沉至设计深度—边喷浆边搅拌提升至预定停浆面—芯桩压入施工—成桩—钻机移位、泥浆输送系统清理。施工中应严格控制施工工艺及工序，使得搅拌桩质量满足规范要求。整个施工过程中应针对施工准备、粉喷桩机就位、水泥浆制备、搅拌下沉、搅拌喷浆提升及夹芯桩施工等阶段。
2.1施工准备
在施工前应平整场地，在场地平整后应测量校核场地平面标高，保证桩顶标高在土层以下300～500 mm；待原地面处理完毕后对孔位展开放样，放线时确保偏差应小于20 mm。
2.2粉喷桩机就位
在桩位测量结束后参照布桩图进行桩位布置，同时将多向搅拌机桩机移动到指定桩位。移动到指定孔位后应进行复测，偏差一般小于50 mm即可，采用垂线法或水平尺校正机械垂直度。
2.3水泥浆制备
水泥浆搅拌制备时按照设计水灰比和每延米水泥用量进行搅拌，在预拌结束后采用水泥浆比重仪检测其比重，进一步确定每根桩所需水泥用量、用水量。进行搅拌桩水泥浆制备时，先加水后加水泥，水泥浆搅拌桩时间不少于3 min。
2.4 搅拌下沉
进行搅拌下沉时先用钻头原地转动，等到转速均匀后放松起吊链条，随后使搅拌机的钻杆开始切土搅拌，施工时确保送浆泵开始喷水泥浆，下钻时控制好钻进速度，钻至设计深度方可停钻，随后继续搅拌不少于30s，在桩底部分3～5倍桩径范围内采用“四搅四喷”施工工艺，使得整体拌合均匀。
2.5 搅拌喷浆提升
当钻进到达设计标高后，使得土和水泥浆液完全拌合均匀后方可升起搅拌头，边喷浆边提升搅拌头至露出地面即完成单根多向水泥搅拌桩的施工。
2.6 加芯桩施工
在进行夹芯桩施工时主要包括清理定位、垂直度校核、沉芯桩施工及接桩等工序。在移走桩机后应尽快清理桩位周边水泥浆，随后确定桩位无误后进而进行压芯。压芯前需要保证芯桩垂直度偏差小于1%。压桩过程中密切观察桩机情况及沉桩情况，当底桩桩顶露出地面0.5-1.0 m时暂停施工，采取CO2气保焊进行管桩接长工序。接桩完成10 min后方可继续下沉，施工结束后保证芯桩顶面与原地面平齐。
2.7质量控制要点
在进行多向加芯水泥拌合桩施工过程中应从原材料控制及施工工艺等方面进行综合控制，进而保障夹芯搅拌桩的顺利施工。
（1）原材料控制：①水按设计配合比制备水泥浆，拌合前采取持续搅拌方法避免水泥浆离析，注入贮浆筒时应过滤水泥浆；②水泥注浆泵采用可调式灰浆泵，同时配备流量、泵压等纪录装置，严格遵循配合比试验确定的工艺参数进行施工。③预制混凝土芯桩采用外购，在工厂制作完成并检测合格后再投入使用。
（2）施工工艺控制：①桩体搅拌保证连续均匀，以保证各位置均得到充分搅拌，同时严格控制搅拌升降速度。②进行压浆施工时应避免出现断浆，如果停机大于3 h应拆除管道并对其进行清洗，同时需要在原桩位附近补桩。③进行施工时应避免出现冒浆或者同心钻现象，当孔位处的粘土塑性指数比较大时，应适当增加搅拌的次数。④应注意外芯及内芯垂直度满足要求，桩芯在深搅桩内的插入深度要用水准仪进行监控。⑤水泥土加芯桩完成后，水泥土尚处于可塑状态，要注意对其加以保护。⑥考虑在芯桩施工过程中（沉桩）桩的挤土效应较大，在施工过程中宜采取局部减缓施工速度的方法进行施工，以减少和局部恢复挤土效应。
3 施工质量检测与评价
在多向夹芯水泥搅拌桩施工结束后，应针对桩位、间距、垂直度、桩长及桩径等指标进行检测，检测要求如表2所示。在成桩28 d后确定单桩承载力特征值及复合地基承载力特征值，并对水泥搅拌桩进行取芯。
表1 检测指标控制表
4常见问题及处治方法
在施工过程中主要出现问题包括预搅下沉困难、搅拌钻头下不到预定深度、向上大量泛浆及压芯桩困难等问题，在发现问题后应及时查找原因并进行处治，不同施工问题成因及处治方法。
（1）预搅下沉困难：造成原因为施工电压偏低，下沉阻力大，搅拌头遇到障碍，处置方法：①调高电压；②适量冲水下沉；③开挖排除障碍物。
（2）搅拌钻头下不到预定深度：造成原因为土质过粘，搅拌机自重不够。处置方法：①加大搅拌机的重量。
（3）向上大量泛浆：造成原因为土质粘度过大；遇到障碍物；泵输浆量大；喷浆升降速度小。处置方法：①清除障碍物；②调整浆泵输浆量；③加大升降速度及注浆遍数。
（4）芯桩下压难度大：造成原因为芯桩施工时间间隔太久；接芯桩时间过长；压桩力不足；芯桩偏斜，压入土中；芯桩干燥吸附水泥土；水泥土搅拌不均匀。处置方法：①缩短施工间隔时间；②缩短接芯桩时间；③调整水灰比或注水搅拌；④加大压桩力或振动下沉；⑤确保芯桩垂直度；⑥增加搅拌次数。
5 结语
多向夹芯水泥搅拌桩作为一种软基治理的施工工法，其施工工艺简单，质量控制方便，施工污染较小，承载力效果提升显著，在实际施工中极具推广价值。本文明确了多向夹芯水泥拌合桩的施工工艺及质量控制要点，并基于实体工程确定了施工过程中常见施工病害及处治方法，有效降低了多向夹芯水泥搅拌桩施工问题的出现，为类似工程的施工应用提供有益指导，具有良好的社会经济效应。
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论文作者:汪帮收
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/16
标签：水泥论文; 水泥浆论文; 质量控制论文; 施工工艺论文; 方法论文; 过程中论文; 搅拌机论文; 《基层建设》2019年第21期论文;